《学习 Python》第 5 版

第 26 章 OOP：全貌

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在本书中，我们一直泛泛地使用 "对象 "一词，实际上，到目前为止编写的代码都是基于对象的，我们在脚本中传递对象，在表达式中使用对象，调用对象的方法，等等。不过，要使我们的代码成为真正的面向对象（OO）代码，我们的对象通常还需要参与一种称为继承层次结构的东西。

本章开始我们对 Python类的探索--类是一种编码结构和设备，用于在 Python 中实现支持继承的新型对象。类是 Python 的主要面向对象编程 (OOP) 工具，因此在本书的这一部分，我们还将顺便学习 OOP 基础知识。OOP 提供了一种不同的、通常更有效的编程方式，在这种编程方式中，我们将代码因素化，以尽量减少冗余，并通过定制现有代码来编写新程序，而不是就地修改。

在 Python 中，类是用一条新语句创建的：class 。正如您将看到的，用类定义的对象看起来很像我们在本书前面学习过的内置类型。事实上，类只是应用和扩展了我们已经讲过的思想；粗略地说，它们是使用和处理内置对象类型的函数包。不过，类是为创建和管理新对象而设计的，并且支持继承--这是一种代码定制和重用机制，远远超出了我们迄今为止所看到的任何东西。

首先要说明的是：在 Python 中，OOP 完全是可选的，您不需要为了入门而使用类。您可以使用函数等更简单的构造，甚至是简单的顶级脚本代码来完成大量工作。因为使用好类需要一些前期规划，所以战略模式（长期产品开发）的人比战术模式（时间非常紧缺）的人对类更感兴趣。

尽管如此，正如您将在本书的这一部分看到的，类是 Python 提供的最有用的工具之一。如果使用得当，类实际上可以从根本上缩短开发时间。在流行的 Python 工具（如 tkinter GUI API）中也会用到类，因此大多数 Python 程序员通常会发现，至少对类的基础知识有所了解是有帮助的。

为什么要使用班级？

还记得我在第 4 章和第 10 章中告诉你程序 "用东西做事情 "吗？简单来说，类只是一种定义新事物的方法，反映了程序领域中的真实对象。例如，假设我们决定实现我们在第 16 章中举例说明的那个制作披萨的假想机器人。如果我们使用类来实现它，就能为它在现实世界中的结构和关系建立更多的模型。在这里，OOP 的两个方面被证明是有用的：

继承

制作披萨的机器人是机器人的一种，因此它们具有机器人的一般属性。用 OOP 术语来说，我们可以说它们 "继承 "了所有机器人的通用属性。这些通用属性只需在一般情况下实现一次，并可部分或全部重复用于我们将来可能制造的所有类型的机器人。

组成

比萨制作机器人实际上是作为一个团队共同工作的组件集合。例如，为了让我们的机器人取得成功，它可能需要手臂来搓面团，需要电机来操纵烤箱，等等。用 OOP 术语来说，我们的机器人就是一个组件的例子；它包含其他对象，这些对象被激活来完成它的任务。每个组件都可以编码为一个类，定义自己的行为和关系。

继承和组合等一般 OOP 思想适用于任何可以分解成一组对象的应用程序。例如，在典型的图形用户界面（GUI）系统中，界面被写成小部件（按钮、标签等）的集合，当它们的容器被绘制时，所有这些小部件都会被绘制（组成）。此外，我们还可以编写自己的自定义部件--带有独特字体的按钮、新配色方案的标签等--它们都是更通用界面设备的专用版本（继承）。

从更具体的编程角度来看，类是 Python 的程序单元，就像函数和模块一样：它们是包装逻辑和数据的另一个隔间。事实上，类也定义了新的命名空间，就像模块一样。但是，与我们已经见过的其他程序单元相比，类有三个关键的区别，使它们在构建新对象时更有用： ...